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我国煤炭资源丰富,其分布特点在于,厚煤层储、产量很丰富,约占原煤总的储、产量45%;另外煤矿“三下”压煤量很大,并且,随着我国经济持续发展,煤炭资源持续大量的开采消耗,致使“三下”压煤量占总量的比例越来越大。而对于地下厚煤层以及“三下”煤层的开采,为了防止在开采过程中所引起的地表沦陷,建筑、耕地的破坏,山体滑坡以及采空区自燃火灾,分层开采及煤层采空区灌浆充填切实可行的途径,本论文主要从高水胶结材料的硫铝酸盐水泥制备、石膏-石灰组分设计、水固比以及掺合料的掺入入手改善高水胶结材料的性能,分析各项因素对高水材料的性能的影响规律,进而保证了工作面安全稳定,提高了煤回采率。论文通过对高水胶结材料凝结时间、析水率与结实率、材料粘度、强度以及内部反应温度等各项性能的测定来优化材料配比,改善高水材料的性能。并利用XRD和SEM现代技术对高水材料固结体进行微观表征分析,通过上述研究得到如下结论:(1)硫铝酸盐水泥的矿物成分对高水胶结材料的各项性能均有影响。C4A3-S/β-C2S相对比值越大,越有利于改善高水胶结材料的性能。故随着水泥C2掺量的递增,即β-C2S增加,C4A3-S减少对高水胶结材料的性能均有不利的影响。其凝结时间延长,掺20%水泥C2与不掺的相比,凝结时间延长了38%;高水胶结材料的析水率增大,结实率减小;材料的强度降低很多,水泥C2掺量为5%和20%的1d抗压强度比0%掺量分别降低了26.3%和38.5%;但对降低材料反应温度却不明显。(2)石膏的溶解特性对高水胶结材料的性能有影响。通过实验对比得出,无水硬石膏是更适合于本论文所研究的高水胶结材料制备用的原材料。(3)不同石膏石灰的比例对高水胶结材料的凝结时间、材料的析水率和结实率的影响并不是很大,石膏石灰比例从65/35到95/5变化,高水胶结材料的凝结时间时间均在15-20min内;材料的析水率都不超过2%,结实率均在95%以上;对材料的强度影响呈现先增大后减小的趋势。根据整体性能的对比,在石膏石灰比例为80/20时,各项性能趋向最优。(4)在水固比相同的条件下,高水胶结材料凝结时间随粉煤灰参量的增加而延长,在粉煤灰掺量相同的条件下,其凝结时间随水固比的增大而增加。不同水固比体系下粉煤灰掺量对高水胶结材料的析水率和结实率的影响不是很明显。水固比和粉煤灰掺量对高水材料强度和内部放热量的影响较为明显。在水固比为1:1,粉煤灰掺量为60%时,其1d的抗压强度为2.1MPa,7d为2.8MPa,并且内部反应温度由空白组的42.9℃下降至34.9℃。(5)改变不同水固比体系下粉煤灰掺量可以有效的降低高水胶结材料的经济成本,在水固比为1:1,粉煤灰掺量为60%,与水固比为2:1,粉煤灰材料为0%的对照组相比较,其强度相差不大,但成本降低了54.6%之多。